我国煤化工“十二五”低碳化发展战略研究

熊志建，蒋云峰，邓蜀平，侯相林，赵晓红

（中国科学院 山西煤炭化学研究所，山西 太原 030001）

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我国煤化工“十二五”低碳化发展战略研究

熊志建，蒋云峰，邓蜀平，侯相林，赵晓红

（中国科学院 山西煤炭化学研究所，山西 太原 030001）

我国煤化工产业历史悠久。当前正值传统煤化工产业向新型煤化工产业转变的关键时期。利用SWOT分析工具对我国煤化工产业发展的优势、劣势以及机会与威胁进行分析，在此基础上，研究我国“十二五”煤化工产业低碳化发展战略路线图。提出实施这一战略的三大保障：技术、人才、机制。

我国煤化工“十一五”产业发展总体概况

我国煤化工产业最早萌芽于 20世 纪 40年代。新中国成立后，相继建成了吉林、兰州、太原三大煤化工基地。到了六七十年代，随着各地建成一批以煤为原料的中小型氮肥厂，标志着我国以化肥工业为主的煤化工产业初步形成。70年代以后，由于我国石油化工的崛起而导致煤化工发展一度受到冷落。进入本世纪后，国际原油价格的不断高涨和我国石油对外依存度的不断提高，再次对我国的能源安全和石化产业的稳健发展造成了不利影响。伴随着此轮国际油价的高位盘整，再加上我国富煤贫油少气的能源态势，自2002年以来，我国掀起新一轮煤化工产业发展与投资热潮。

我国煤化工产业中既有传统的焦炭、电石、化肥、甲醇项目，也有目前正在进行产业示范的煤制油、煤制烯烃、煤制二甲醚、煤制甲烷气、煤制乙二醇等五类新型煤化工项目。可以说，当前正是我国煤化工产业由传统煤化工产业向新型煤化工产业转变的关键时期。

截止2009年末，我国主要煤化工产业主导产品的产能及产量如表1所示：

其中，1～4项为传统煤化工产业，其数据截止2009年12月月末，来源于国家相关统计部门。5～ 9项为正在进行的新型煤化工项目，选取原则为已经获得国家发展改革委员会核准的项目，其他各地规划的项目暂未考虑。5-2项中煤制油（间接）的产能为3个示范厂的规模。分别为内蒙古伊泰集团16万t/a、山西潞安集团16万t /a以及神华集团18万t /a。6项中神华包头产能60万t /a、 神华宁煤产能52万t /a，大唐多伦产能46万t /a。7项中煤制天然气产能为16亿Nm3、大唐阜新40亿Nm3、大唐内蒙古克什克腾40亿Nm3。新型煤化工项目除煤制二甲醚之外，多数处于产业示范或中试阶段，故没有计算开工率。化肥产能和产量统计口径不一致，故也未计算开工率。

表1 我国煤化工产业主导产品产量、产能一览表

从表1可以明显看出，“十一五”期间，我国煤化工产业整体发展很快。特别是传统煤化工产业的产能急剧增加。与之对应的是，国内的传统煤化工产品呈明显的供需两旺。但是，自2008年下半年以来，受美国次贷危机、国际金融危机的影响，这些传统煤化工产业的主导产品普遍出现了产能过剩、开工率不足、产品价格下滑幅度过大以及遭遇国外同类产品低价倾销等困境。新型煤化工产业虽然规划项目较多，但因受制于产业本身技术成熟度以及高投资强度等因素，目前还处在产业示范阶段，尚无这方面的问题出现。但新型煤化工产业已经有过热倾向的发展态势。如何发展新型煤化工产业，应在综合统筹考虑环境容量、原煤保障、水资源支撑、交通运输承载、技术成熟、投资来源可靠、外部其他综合配套条件良好以及碳捕获与收集方面等因素后再行决策。“十二五”期间，我国煤化工产业的重心将会集中在发展新型煤化工产业方面。

我国煤化工“十二五”产业发展 S WOT分析

我国在发展煤化工产业方面具有以下几个方面的优势：

煤炭及伴生资源优势

我国独特的“富煤、贫油、少气”的能源国情决定了我国在发展煤化工产业方面具有明显的煤炭资源优势。截至2007年年底，全国煤炭保有探明资源储量为11800亿t，其中基础储量3260亿t。煤炭储量主要分布在华北和西北地区，内蒙古、山西、新疆、陕西和贵州五省（区）保有探明资源储量为9561亿t，占全国总量的81%。此外，我国也有占世界总量第三位的煤层气资源，可采资源量约10万亿m3，累计探明地质储量1023亿m3。全国95%的煤层气资源分布在晋陕蒙、新疆、冀豫皖和云贵川渝等四个含气区，其中晋陕蒙含气区煤层气资源量最大，占全国煤层气总资源量的50%左右。山西煤层气储量占全国总储量的1/3。良好的煤炭及伴生资源条件为我国发展煤化工产业奠定了坚实的基础。

产业门类齐全

我国具有良好的煤化工产业基础。经过多年的发展，已基本形成了焦化、化肥、甲醇、乙炔化工、合成材料、无机盐、橡胶加工、精细化工等以传统煤化工为主的煤化工产业体系。2009年，全国化工行业总产值3.93万亿元，同比增长9.7%。

新型煤化工技术研发与创新成效显著

我国重点煤化工企业的重点产品在产量、技术和装备方面处于国内领先地位，为我国煤化工产业的规模化发展提供了技术支撑与保障。考虑我国能源安全需求和煤炭、化工产业现状，结合当前多变的国际能源形势，我国在煤化工产业技术方面致力于探索以提高效率、节约能源、减少环境代价为特征的新型技术研发，从而为我国煤炭高效洁净利用提供核心技术与解决方案。近年来，煤化工产业立足自身，不断创新，在诸多关键单元技术方面均取得了重大突破，开发出一批处于世界领先水平的技术。典型技术如：清华大学的甲醇制丙烯（FMTP）的万吨级工业化试验取得成功；世界第一套20万t/a煤制乙二醇工业装置投产试车；世界第一套60万t/a煤制烯烃（DMTO）已进入工程中交，预计今年下半年投产。这些具有自主知识产权的核心技术的研发与创新，将极大地推动我国煤化工产业向纵深、健康、可持续的方向发展。

产业呈区域集群化模式发展

依托相关的资源、区位和技术研发等优势，我国煤化工产业正逐步形成区域性集中联片发展的特色煤化工集群。目前，基本上形成了特色鲜明的黄河中下游、蒙东、黑东、苏鲁豫皖、中原、云贵和新疆七大主导煤化工产业区。区域煤化工产业集群的形成，有利于统一配置公用设施，集中处理“三废”，推进资源的循环利用和清洁生产。全国的煤化工产业核心竞争能力明显增强。

同样，我国在发展煤化工产业方面也有以下几个方面的先天不足：

水资源不足以及与煤炭资源时空不匹配

煤化工产业是耗水量很大的产业。表2为我国新型煤化工产业中几种典型的煤化工产品的单位产品耗水量。表2中数据根据笔者多年工作积累，并参考相关内部资料编辑而成，仅作学术探讨。按照国家相关产业发展的宏观政策要求，大规模发展煤化工产业，用水总量至少在2000～3000万m3左右。如此大的用水量极有可能打破项目所在地脆弱的水资源平衡，同时对当地的生态环境产生不可逆的伤害。我国是一个缺水严重的国家。虽然我国淡水资源总量为2 8000亿m3，名列世界第4位。但是，我国的人均水资源量却只有2300m3，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。除了水资源的不足外，我国水资源还存在着十分严重的分布不均匀性。水资源分布的趋势是东南多西北少，相差十分悬殊。而我国未来煤化工产业发展的重心却主要集中在西北地区。这种煤炭资源与水资源先天不匹配的状况势必会对我国煤化工产业的发展产生一定程度的不利影响。

产业整体结构不合理

我国煤化工产业结构不尽合理，突出表现在传统煤化工产业比例过高，而新型煤化工产业比例明显偏低；同时，整个产业的产业链条延伸不够充分，呈现初级产品多而后续精细化产品少等特点。我国煤化工产业整体国际化水平低，产业链短，产品附加值低，所生产的产品绝大多数都以国内市场为主的基础原料型产品，缺乏国际市场需求的紧俏产品，产业外向度较低，抵御市场风险能力弱。一旦遭遇国际同类低价产品倾销，应对能力明显不足。

煤化工产业整体装备水平偏低，不能满足未来产业发展所需

多年来，我国煤化工产业整体生产规模小，产品生产成本高，行业竞争力弱。导致这一现象出现的重要原因就是产业总体装备水平的落后。未来几年，我国在继续做好改造和提升传统煤化工产业的同时，也要加快在新型煤化工产业领域的发展速度。我国较为低下的煤化工产业装备水平将不能满足产业所需。如何提高煤化工产业的装备制造水平，将是未来我国发展煤化工产业不得不重点考虑的问题之一。

表2 我国新型煤化工产业主导产品单位产品耗水一览表

生态环境保护压力大，节能减排形势严峻，产业实施低碳经济战略难度大

发展煤化工产业要求的环境容量和环境余量较高。我国煤化工产业中传统煤化工产业比例较大，且各地发展水平不均衡，直接造成我国在发展煤化工产业中面临的生态建设和环境保护的压力明显增大。个别区域甚至被国家环保部处以区域限批的严厉处罚。

由于整个产业整体采用先进技术的比例不高，而且新型煤化工产业比重明显偏低，产业原料消耗水平较高，产业整体碳排放水平也非常高，这些直接造成我国煤化工产业面临的节能减排压力较大。同时，也在一定程度上间接的导致我国发展低碳经济的难度较大。

以上主要是从我国煤化工产业发展的自身角度而言。如果从其面临的外部发展环境来看，“十二五”期间我国煤化工产业仍旧是机会与风险并存。

我国“十二五”期间煤化工产业主要发展机会

如前所述，“十二五”期间我国煤化工产业发展的重点主要集中在新型煤化工产业方面。发展新型煤化工产业，可以有效地实现煤炭资源的综合化利用，充分发挥我国煤炭资源丰富的优势，实现非石油、天然气路线替代传统石油、天然气产品，从而有力保障我国能源供应安全。因此，新型煤化工产业的市场前景将非常广阔。

五大新型煤化工项目中，煤制油、煤制烯烃项目的顺利实施可以很好地发挥非石油路线替代石油及生产相关产品的独特作用；煤制乙二醇项目则可以很好地解决我国长期以来大量进口国际乙二醇，在产品价格和供应保障受制于人的不利局面；煤制天然气项目的推进既可以作为我国天然气日益增长需求的有益补充气源，又可以为我国煤炭资源富集而交通运输不便的地区提供一条切实可行的煤转化之路。当然，新型煤化工项目能否真正有所建树，关键在于技术的成熟与否以及相应产品的成本是否具有较强的竞争力。

我国“十二五”期间煤化工产业主要风险：

尽管存在着广阔的发展前景，我国“十二五”期间煤化工产业仍不可避免的面临着一些风险。例如，国家宏观产业政策调整而带来的政策风险，国务院在 2009年9月份以国发（2009）38号文的形式批转了国家发展改革员会委等十个部门联合起草的《关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展若干意见的通知》，在这份文件中，再次明确重申了五大类新型煤化工产业“今后三年原则上不再安排新的新型煤化工试点项目”。

因国际油价波动、国内市场煤价上涨等带来的项目的经济性风险。以煤制油项目为例，据测算，对于煤制油项目而言，当煤价在150元/t时，国际油价处于25～28美元/桶时，可以实现盈利；当煤价在300元/t时，国际油价处于50美元/桶左右时，可以实现盈利；当煤价在400元/t时，国际油价处于60美元/桶左右时，可以实现盈利。一旦国内煤价价格保持整体上涨高位运行，而国际油价又相对保持低位，则此类项目的经济性处于不可接受的财务水平。

其他的风险。这些项目的技术成熟化程度能否满足产业需求的风险；大规模发展新型煤化工产业可能引发的资源、环境与生态风险等。

我国“十二五”期间煤化工产业发展的SWOT分析

煤炭及伴生资源的优势：产业门类齐全；新型煤化工技术研发与创新成效显著；产业呈区域集群化模式发展；水资源不足以及与煤炭资源时空不匹配；产业整体结构不合理。煤炭及伴生资源的劣势：煤化工产业整体装备水平偏低，不能满足未来产业发展所需；生态环境保护压力大，节能减排形势严峻；产业实施低碳经济战略难度大。

煤炭及伴生资源的机会：可以有效实现煤炭资源的综合化利用；充分发挥我国煤炭资源丰富的优势，实现非石油、天然气路线替代传统石油、天然气产品；保障我国能源供应安全；新型煤化工产业的市场前景将非常广阔。煤炭及伴生资源的风险：国家宏观产业政策调整而带来的政策风险；因国际油价波动、国内市场煤价上涨等带来的项目的经济性风险；项目的技术成熟化程度能否满足产业需求的风险；大规模发展新型煤化工产业可能引发的资源、环境与生态风险等。

我国煤化工“十二五”产业低碳化发展战略

我国煤化工产业在“十二五”期间实施低碳化发展的可能性

根据前面分析，统筹考虑我国煤化工产业在“十二五”期间发展战略安排，结合当前国际应对气候变化形势，我国在发展新型煤化工产业必须坚持走低碳经济的发展道路。低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的一种新型的经济模式，其实质是不断提高能源利用效率，核心是能源技术和减排技术的创新、产业结构和发展制度的创新、生活方式和发展价值观念的创新。新型煤化工产业因为采取了先进的气化技术及CO2脱除技术，所产生的CO2不仅纯度高，而且CO2集中，捕获成本低，这为后续的CO2利用提供了经济上的可能性。进而可以实现整个产业的低碳化发展。

图1 我国煤化工产业 “十二五”期间低碳化发展战略路线图

我国煤化工产业 “十二五”期间低碳化发展战略路线图

根据我国煤炭资源国情，同时考虑国家对煤化工产业发展用煤的煤种的相关规定（GBT23251-2009煤化工用煤技术导则），研究提出低碳化发展战略路线图见图1 。

技术保障：加强煤化工产业关键单元技术及系统集成技术创新，从技术层面上保障产业低碳化战略的实施与运营。考虑我国煤化工用煤煤种和煤质较差的特点，考虑大量劣质煤及低阶煤的大规模化利用问题，近期需要解决的主要单元技术有大规模高效清洁劣质煤流化床气化技术、低阶煤加氢（定向）热解及提质加工技术、IGCC及超超临界发电技术、燃料及化学品高效合成（煤制油、煤制烯烃、煤制天然气等）技术以及焦炉煤气、煤层气、合成气转化合成人工天然气的四气合一技术等。中远期则要从系统集成的整体上完成多联产技术、系统高效节能技术、 CO2捕集、封存以及高效利用的CCSU技术以及系统的整体污染物防治及控制技术等。充分利用煤炭资源的组成与结构特征，建立高效率、低消耗、低排放并实现高价值转化的煤炭综合利用技术路线。

人才保障：要注重引进国内外煤炭清洁高效低碳转化利用领域的优秀人才。同时，也要注重现有人才的稳定和提升。特别是对青年人才的培养。在人才培养的过程中不断加强研发团队的建设。逐步建立起我国煤炭清洁高效低碳化利用领域的技术人才支撑体系，真正为这一战略实施提供坚实的人才保障。

机制保障：考虑发挥政府在煤化工产业低碳化发展战略的宏观引导，以战略涉及的具体技术或项目为依托，围绕国家煤化工产业的“十二五”发展规划，联合国内多家大型企业、金融机构、风险投资公司、工程公司、装备制造企业、高等院校以及科研院所，组建新的可以引领和示范我国煤化工产业低碳化战略联盟，通过如此资源整合，达到强强联手，强弱互补，从而为战略的顺利实施提供坚实的基础和后盾支持。

熊志建 (1979-),男 ,副研究员 ,硕士。主要从事煤化工、能源领域方面的战略研究及工程咨询工作,现为注册咨询工程师(投资)、全国投资建设项目管理师、注册安全工程师。电话：(0351)4065237-802,13934620174。